一种复合石墨负极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109809399A(43)申请公布日2019.05.28(21)申请号201711176249.8(22)申请日2017.11.22(71)申请人天津市贝特瑞新能源科技有限公司地址301802天津市宝坻区九园工业园9号路(72)发明人杨红强李守斌苗艳丽(51)Int.Cl.C01B32/205(2017.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种复合石墨负极材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种复合石墨负极材料的制备方法，制备步骤如下：1）选择不同的焦源进行粉碎、整形，惰性气体保护下在碳化炉中低温碳化；2）将碳化产物与粘合剂、石墨化催化剂混合均匀，进行高温石墨化，最后再将产物筛分除去大颗粒，所得即为复合石墨负极材料。本发明提供的复合石墨负极材料制备方法，采用粘合剂对人造石墨进行表面改性，能够有效的发挥二者的优点，使得本发明复合石墨负极材料具有压实密度高、克容量高的特点。CN109809399ACN109809399A权利要求书1/1页1.一种复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将焦源进行粉碎、整形，惰性气体保护下在碳化炉中低温碳化；（2）将碳化产物与粘合剂、石墨化催化剂混合均匀，进行高温催化石墨化；（3）将高温石墨化产物筛分除去大颗粒，所得即为复合石墨负极材料。2.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述焦源为针状焦，海绵焦，弹丸焦或沥青焦中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为石油沥青、煤沥青、天然沥青、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨化催化剂为下述元素的碳化物和氧化物中的至少一种：硅、铁、磷或锡。5.根据权利要求4所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，石墨化催化剂为硅的碳化物和/或磷的氧化物。6.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂的用量为焦源质量的5%~30%；所述石墨化催化剂的用量为焦源质量的1%~10%。7.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述低温碳化处理时间为2-8小时，处理温度为800~1500℃。8.根据权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述催化石墨化处理时间为24-48小时，处理温度为2800~3200℃。2CN109809399A说明书1/4页一种复合石墨负极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池负极材料领域，具体的，本发明涉及一种复合石墨负极材料的制备方法。背景技术[0002]近年来，随着便携电子设备的发展及移动通讯的普及，对锂离子电池的性能提出了更高的要求。作为锂离子电池的重要组成部分，负极材料对锂离子电池性能有重大影响。传统石墨类负极材料具有较低的锂嵌入/脱嵌电位、合适的可逆容量、资源丰富、价格低廉等优点，一直在负极市场占据主导地位。但同时，传统的石墨类负极材料在循环过程中存在循环性能差、倍率性能不佳等问题，这主要是由石墨类材料存在各向异性引起的，即石墨颗粒在不同方向上存在不同的物理化学性质，当锂离子嵌入或脱出时，在不同方向上产生不同的应力，这些应力无法相互抵消，从而在某些方向上产生较大的应变，即表现为膨胀。电极膨胀使电池活性物质在单位体积内的可填充量降低，从而表现出容量降低及倍率性能差的问题。专利公开号CN104609400A采用油系石油焦进行造粒、包覆、粘接而成的二次人造石墨颗粒为原料a，小颗粒天然石墨球为原料b，通过除杂、球形化、包覆、粘接、高温碳化制得复合石墨材料，循环稳定性好、倍率性能高等优点。但是制备该材料采用大量的造粒、除杂工艺会破坏复合石墨之间的粘接，同时将产生很多的活性表面，从而增加电极片在充放电过程中的副反应发生，同时该方法制备过程复杂，成本较高，很难得到大范围的推广。发明内容[0003]针对现有技术中存在的问题，为了综合无定型碳和人造石墨的优势，得到压实密度高、循环性能好的复合石墨负极材料，本发明的目的在于提供一种复合石墨负极材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。采用本发明制备的复合石墨负极材料压实密度高、克容量大和循环稳定性好。[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种复合石墨负极材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：①将焦源进行粉碎、整形，惰性气体保护下在碳化炉中低温碳化；②将碳化产物与粘合剂、石墨化催化剂混合均匀，进行高温催化石墨化；③将高温石墨化产物筛分除去大颗粒，所得即为复合